JPS61114493A - 薄膜エレクトロルミネツセンスパネルのエ−ジング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は交流電圧の印加によってエレクトロルミネッセ
ンスを呈する薄膜エレクトロルミネッセンスパネルのエ
ージング方法に関するものである。

（従来技術とその問題点） 従来交流動作の薄膜エレクトロルミネッセンスパネルを
構成する薄膜エレクトロルミネッセンス素子（以下薄膜
ＥＬ累子という）においては輝度と発光効率を改善し、
長時間にわたる動作の安定性を得るために、発光中心と
してα５〜３ｒｒｏ１％のＭｎ４るいは’ｒｂ　Ｆｓ　
、　ＳｍＦａ　、　ＰｒＦａ等を添加したＺｎ８．　Ｚ
ｎ５ａ等の発光層を、Ｙ２Ｏ３；Ｊ）るいはＡｌ１２０
ａ、　ＰｂＴｉ０ａ、　ＢａＴｉＯｓ、　　５ｉｚＮａ
等の絶縁層で両側よりはさんだいわゆる二重絶縁構造の
薄膜ＥＬ素子が用いられていた。

従来の二重絶縁皿薄膜ＥＬ素子の基本構造の一例を第５
図に示す。

第５図において、１２はガラス基板、１３はＩｎｚＯｓ
、　　８ｎＯｚ、　　ＩＴＯあるいは金属薄膜等からな
る基板側透明電極、１４はその上に電子ビームおＡ１１
ｚＯｓ、　ＰｂＴｉＯｓ、　ＢａＴｉＯｓ、　８ｉ３Ｎ
４等の絶縁層、１５はその上に蒸着されたＭｎ　、　Ｔ
ｂＦｓ　、　８ｍＦｍ　。

ＰｒＦｓ等の発光中心を含むＺｎ８から々る発光層であ
る。この発光層１５も電子ビーム蒸着法あるいはスパッ
タ蒸着法等くよシ製造される。１６は発光層１５の上に
蒸着された絶縁層であシ蒸着法及び材料は絶縁層１４と
同様である。１７はさらにその上に蒸着されたＡｇまた
はＩＴＯ等よシなる電極で６カ、１８はＥＬ素子を粗動
する交流電源で、電極１３と電極１７に接続されている
。

次にＥＬＸ子の発光原理を第５図に示す構造の素子につ
いて簡単に説明する。電極１３．１７間は、発光開始前
は、発光層１５を誘電体とする単純なコンデンサを構成
すると考えられる。従って電極１３と１７との間に電＠
１８の交流電圧を印加すると、発光層１５及び絶縁層１
４．１６には各々の静電容量に応じた電圧が加えられる
。発光層１５に加えられる電界が十分高くなると（約Ｉ
ＱＶ／ｃｍ以上）発光層１５の伝導帯に電子が励起され
る。この電子は電界によって加速され発光中心を励起す
るのに十分なエネルギ一番持りて発光中心に衝突する。

こ九によシ適当な励起状態にあがった発光中心の電子が
基底状態へ戻る際に、発光中心に固有なエネルギー値を
持った光が放出される。実際には結晶格子との相互作用
等により発光スペクトルはある程度の拡がシを持つ。前
にあげた発光中心であるＭｎ　、　ＴｂＦｓ　、　Ｓｍ
Ｆａ　、　ＰｒＦ３等はその発光エネルギーが可視領域
にあるため、強い発光が観測されるごとくなる。

このような薄膜ＥＬ素子を用いたパネルを実用に供する
場合、初期の発光時における発光特性の変化をとシ除く
ため、数時間から数百時間にわたって発光を行わせ発光
特性の安定化をはかる必要がある。この工程はエージン
グと呼ばれている。

従来この工程はパネルに交流電圧を印加して発光を行わ
せる方法をとっていた。しかしながらこの従来のエージ
ング方法は薄膜ＥＬパネルの発光特性の安定化には有効
であるが、エージング中、特にエージング初期にピンホ
ール等のパネルの欠陥部を中心として多数の絶縁破壊点
を発生し、特に大きな破壊点は表示ライン切れや表示画
素欠けに　。

なるためにエージング工程における歩留シを低下させる
欠点を有していた。

（発明の目的） 本発明はこのような従来の欠点を除去せしめて、薄膜Ｅ
Ｌパネルのエージング初期における絶縁破壊点の大きさ
を小さくシ、よって該パネルの表示ライン切れや表示画
素欠けを少なくして不良パネルの発生をおさえ、エージ
ング工程における歩留シを向上させることを目的とする
。

（発明の構成） 本発明の薄膜エレクトロルミネッセンスパネルのエージ
ング方法は、交流駆動による薄膜エレクトロルミネッセ
ンスパネルく直流電圧を印加してそのパネル内に存在す
る欠陥部を微少破壊させることによシ該欠陥部を除去さ
せる第１のエージング工程と、前記薄膜エレクトロルミ
ネッセンスパネルに交流電圧を印加し発光を行なわせる
第２のエージング工程とを有することを％徴とする傅裳
゛　　　　　　　　　方法である。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示す回路構成図であシ
、１は電圧を可変できる直流電源、２は抵抗、３は薄膜
ＥＬパネル、４はＥＬ素子よシなる画素、５は列電極、
６は行電極である。抵抗２を適当な値に選ぶことによｆ
ｉＥＬ素子の絶縁破壊時に素子に流れる電流を押え、破
壊点の大きさを最少にすることができる。しかしながら
抵抗が大きすぎると絶縁破壊時に素子に流れる電流が極
端に小さくなシ、実質上破壊がおこらなくなる。従って
この抵抗２の値には適当な範囲があ、り、　　１００に
ΩからＩＯＭΩの間がよく、ＩＭΩ程度が望ましい。第
１図の回路構成を用いて各画素ＪｉＣ印加される電圧が
各画素の発光開始電圧を上まわるまで直流電源１の電圧
を徐々に昇圧させることによシ第１のエージング工程が
完了する。これよ）後の第２のエージング工程は従来の
工程と同様である。

薄膜ＥＬパネルの大きさが小さく、同時にエージングを
行う画素の合計面積がおおむねＱ、　ｌ　ｃｍ”以下の
場合は第１の実施例に述べた方法によシ発明の目的を十
分に達成できる。しかし同時にエージングを行う画素の
合計面積がおおむねＱ、　ｌ　Ｃｍ”以上になると、各
画素に充電された電荷が絶縁破壊点に流れ込むため、第
１図の直流電源１からＥＬパネル３に流れ込む電流を抵
抗２によシ制限するだけでは不十分となる。すなわち絶
縁破壊点に流れ込む電流を何らかの方法によシ制限する
必要がある。このような場合は次のような方法を用いる
。

第２図は本発明の第２の実施例を示す回路構成図である
。この場合抵抗２ａ、２ｂ、　・・・の各抵抗１個当シ
に接続される画素４の合計面積はおおむねαｌ　ｃｍ”
以下とする。また各抵抗の値は第１の実施例と同様とす
る。エージングに用いる直流電源１の電圧も第１の実施
例と同様である。またひとつの列電極に接続される画素
の合計面積が０．１ｃｍ”をこえる場合は行電極側にも
第２の実施例の列電極側と同様の回路を設ける。

第２の実施例を用いることＫよ〕かなシ大面積のパネル
のエージングが可能となるが、行電極及び列電極の数が
増加すると多数の抵抗を各電極に接続する必要を生じる
という欠点がある。この場合には次のような方法を用い
る。

第３図は本発明の第３の実施例を示す回路構成図であシ
、７はＥＬパネル３を流れる電流を検出し電圧に変換す
る電流検出回路、８は基準電圧源、９はＥＬパネル３を
流れる電流が犬きくな夛その結果電流検出回路の出力電
圧が基準電圧をこえた場合に特定の信号を出力する比較
回路、１０は比較回路９からＥＬパネル３に流れる電流
が一定の値をこえたことを知らせる特定の信号をうける
とこれを配置保持する記１回路、１１は配置回路１０の
出力信号くよシ制御され、ＥＬパネルに印加する電圧を
制御する電圧制御回路である。ＥＬパネル３で絶縁破壊
がおき、電流が流れ始め、比較回路９から該電流が基準
電圧源８で設定される電流値を上まわったことを知らせ
る信号が出されると、記は回路１０はパネル電流が基準
電流を上まわったことを記憶し、さらに電圧制御回路１
１に信号を送ってＥＬパネル３の行電極６と列電極５の
間を第４図の時刻【、に短絡する。これによシ直流電源
１からＥＬパネル３に流れ込む電流を断つと同時に、Ｅ
Ｌパネル３の各画素に充電されていた電荷をすみやかに
制御回路１１を通じて放電させる。従ってＥＬパネル３
の絶縁破壊点に流れ込む電流が制限され、破壊点の大き
さは微少なものにとどまる。絶縁破壊点を流れる電流が
なくなったら直流電源１の電圧を適当に下げ第４図の時
刻ｔ２で記１回路１０をリセットすると再びＥＬパネル
３に電圧が印加される。この過程をくシ返し、ＥＬパネ
ル３に印加する直流電圧が発光開始電圧を上まわるよう
になった時点ｔ３で第１のエージングを終了する。なお
、第４図の縦軸は、ＥＬパネル３の画素４に印加される
電圧を示す。

絶縁破壊電流を検出する基準電流値は実験の結果基準電
流値とＥＬパネル３の画素４の合計面積の積が０．１か
らｌ　Ｑ　ｍＡ　＠ｃｍ”がよ＜　１　ｍＡ　ｅ　（ｍ
２程度が望ましかった。

またこれよシ後の第２のエージング工程は従来の方法と
同様である。

なお第３の実施例の実際の回路はＩＣ，トランジスタな
どを用いて容易に実現できるものでおる。

第３の実施例に示したエージング方法を用いることによ
シ大面積のパネルをまとめて同時に効率よくエージング
を行うことが可能である。

またパネルの面積が非常に大きい場合は第２の実施例と
同様に、列電極をいくつかのグループにわけ、各グルー
プごとに第３の実施例で示される方法で第１のエージン
グ工程を実施する。

同一条件で作成したＥＬパネルのエージングを上で述べ
た実施例と従来の方法とを用いて行ない比較したところ
、従来の方法によるエージングではエージング中に大き
な絶縁破壊を生じ表示画素欠けが多数発生したが、本冥
施例のエージング法を用いた場合は第１のエージング工
程で絶縁破壊を生ずるものの、５０ミクロン以下の微少
なものであシ、また第２のエージング工程では新たな絶
縁破壊を発生せず実用上はとんど問題な〈実施例の有効
性を示した。

なお絶縁破綴部の大きさを最小とするようなエージング
時の直流電源の極性は、ＥＬパネルを構成する絶縁層材
料１発光層材料、及び６膜の厚さに依存する。このため
どちらの極性でエージングを行うか、あるいは極性を適
宜交互に切シかえてエージングを行うかについては各々
の場合に応じてテストサンプルを用いて決定する。

（発明の効果） 本発明の方法の採用は、薄膜ＥＬパネルのエージング工
程において生ずる絶縁破壊点の大きさを最小にとどめる
ことによυ、高い歩留シでエージングを行うことができ
薄膜ＥＬパネルのコスト低減に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における第１の工程を示
す回路構成図である。第２図は本発明の第２の実施例に
おける第１の工程を示す回路構成図でおる。第３図は本
発明の第３の実施例における第１の工程を示す回路構成
図である。第４図は第３の実施例を用いた場合にＥＬパ
ネルの画素に印加される電圧を、第１のエージング工程
の開始時点から終了時点まで示した模式図である。第５
図は一般の交流駆動薄膜ＥＬ素子の断面図である。 １・・・・・・直流電源、２・・・・・・抵抗、３・・
・・・・薄膜ＥＬパネル、４・・・・・・薄膜ＥＬパネ
ルの画素、５・・・・・・列電極、６・・・・・・行電
極、７・・・・・・電流検出回路、８・・・・・・基準
電圧源、９・・・・・・比較回路、１ｏ・・・・・・記
憶回路、１１・・・・・・電圧制御回路。 ｉ央 ＼　へ　Ｃ）≧　喝　刈

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 　（１）　交流駆動による薄膜エレクトロルミネッセン
   スパネルに直流電圧を印加してそのパネル内に存在する
   欠陥部を微少破壊させることにより該欠陥部を除去させ
   る第１のエージング工程と、前記薄膜エレクトロルミネ
   ッセンスパネルに交流電圧を印加し発光を行なわせる第
   ２のエージング工程とを有することを特徴とする薄膜エ
   レクトロルミネッセンスパネルのエージング方法。
2. （２）　特許請求の範囲第（１）項記載の薄膜エレクト
   ロルミネッセンスパネルのエージング方法において、前
   記直流電圧を徐々に昇圧することを特徴とするエージン
   グ方法。
3. （３）　特許請求の範囲第（１）項記載の薄膜エレクト
   ロルミネッセンスパネルのエージング方法において、前
   記第１のエージング工程が、前記直流電圧を徐々に昇圧
   し、パネルの欠陥部で発生した絶縁破壊電流が一定値以
   上になった場合に瞬時に前記直流電圧の印加を停止する
   とともに前記パネル上の電荷を放電させた後、再びこの
   停止時の電圧以下から前記直流電圧を昇圧する過程を含
   むことを特徴とするエージング方法。